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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Entgasung
von Deponien unter Gewinnung von brennbarem Deponiegas, wobei die Gassammelkanäle
auf der Sohle der Deponie verlegt erden und die Gaserfassungskanäle von der Deponiesohle
aus parallel mit de Einbau der Abfälle aufgebaut werden und damit eine möglichst
frühzeitige Deponiegasgewinnung mit einer Gasverwertung erzielt wird unter Vermeidung
der verlegungsspezifischen Probleme bei-auf der Deponieoberfläche verlegten Deponiegassamelkanälen.
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Es versteht sich, daß das Deponiegas unter Anlegen eines Unterdrucks
an die Deponiegaserfassungskanäle abgesaugt wird.
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Die Deponiegaserfassungskanäle können vertikal und zusätzlich horizontal
angeordnet sein. Der ausdruck Sickerwasserdränageschicht umfaßt auch die Sickerwassersammelkanäle.
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Generell ist zum Thema der Entgasung einer Deponie sowie zu den gattungsgemäßen
Maßnahmen folgendes zu sagen: Kommunaler Müll enthält bekanntlich organische und
anorganische Fraktionen. Nach Einbau in der Deponie arbeitet der Müllkörper binnen
kurzer Zeit in Abhängigkeit von verschiedenen Einflußfaktoren als biologischer Reaktor.
Bei diesen metabolischen Reaktionsprozessen entwickeln sich erhebliche Gas-mengen,
die vorwiegend aus Methan und Kohlendiold bestehen.
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Aus der Literatur ist bekannt, daß unter europäischen Verhältnissen
ca. 200 m3 Gas je Tonne Kausmüll über einen Zeitraum von nehr als 2v Jahren freigesetzt
werden (D.Hueber 'ITotwendigkeit der Entgasung von Deponien und technische Möglichkeiten'
Fortschritte der Deponietechnik 1980 Texte des Umweltbundesamtes Erich-Schmidt-
Verlag). Diese Gasmengen sind wegen ihrer Inhaltsstoffe geruchsintensiv, gesundheitsschädlich
und explosibel. Deshalb sollen sie gefaßt und kontrolliert beseitigt werden (K.
rint er tSicherlleitstechnische Kriterien bei baulichen
Einrichtungen
auf Deponien hinsichtlich der Gefährdung durch Gase' Forschungsbericht 10302102
i.A. des Umweltbundesamtes laterialien Bd. 1/80 Erich-Schmidt-Verlag). Die Verbrennung
des Gases ist die am häufigsten praktizierte Beseitigungsvariante. Das Verfahren
ist patentrechtlich geschützt (Patentschrift 2408497 der Fa. Abfall-Consult 'Verfahren
und Vorrichtung zum Verhindern der Schadwirkung von Zersetzungsgasen aus Deponien).
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Wie aus der Praxis bekannt, laufen die neueren Bemühungen darauf hinaus,
das energierfiche Deponiegas zu nutzen. Sobald sich im Deponiekörper ein stabiles
anaerobes Verhältnis eingestellt hat, hat das Deponiegas ein Energieäquivalent von
ca. 20000 kJ je m3, d.h. 2 m3 Deponiegas entsprechen energetisch 1 1 Heizöl (O.Tabasaran
'Uberlegungen zu Problem Deponiegas Fiüll und Abfall Heft 7 1976 S204). Anfang der
8Diger Jahre wurden in der Bundesrepublik von theoretisch 4 Mia. m3/a Deponiegasproduktion
auf ca. einem Dutzend Anlagen 14 Mio. m3/a Deponiegas verwertet.
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Ausschlaggebend für die Entscheidung zur Gasverwertung ist die Frage
der Wirtschaftlichkeit der Anlage. Neben den maschinellen Einrichtungskosten sind
die Kosten für das Deponiegaserfassungssystem und die faßbaren Gasmengen in einer
hosten- bTutzen-Rechnung von entscheidender Bedeutung. In der Theorie und in der
Deponiepraxis sind hierfür verschiedene Deponiegaserfassungssysteme entwickelt worden
(verschiedene Autoren in a) Fortschritte der Deponietechnik 1930 Texte des Umweltbundesamtes
Erich-Schmidt-Verlag; b) Stuttgarter Berichte Bd.15 1981 Figendruck der Universität
Stuttgart; c) 64. Seminar am Fortbildungszentrum Berlin tDeponiegasnutzung und Konsequenzen
für Planung und Betrieb von Deponie' März 1982; d) Internationale rachtagung in
Braunschweig tGas- und Wasaerhaushalt von eülldeponien' 29.9.-1.1.1982 Tagungsunterlagen
der Universität Braunschweig). Grundsätzlich unterscheiden lassen sich diese Systeme
danach, ob sie schon während des Depöniebetriebs oder erst nachträglich installiert
werden.
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Während des Deponiebetriebs werden senkrechte Deponiegaserfassungskanäle,
sog. Entgasungsschächte von der Deponiesohle aus mit dem Mülleinbau aufgebaut. Um
das Deponiegas abzusaugen, müssen die Deponiegassamnielkanäle als sog. fliegende
Leitungen auf der Deponieoberfläche verlegt werden, was zu erheblichen Betriebseinschränkungen
und Gefahren durch mögliche Verpuffungen bei Zerstörung der Gassammelkanäle durch
Müllfahrzeuge führen kann, und deswegen kaum praktiziert wird.
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Alternativ werden horizontale Deponiegaserfassungskanäle, sog.
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Horizontaldränagen, z.B. alle 20m lagenweise eingebaut. Durch den
hohen ohrbedarf ist diese Alternative sehr teuer. Das diesen Erfassungskanälen zufließende
Sickerwasser reduziert bei unzureichendem Gefälle und unterschiedlichen Setzungen
des Mullkörpers die Deponiegaserfassungsrate, da die Kanäle zugesetzt werden.
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Nachträglich werden rekultivierte Deponien durch senkrechte Deponiegaserfassungskanäle,
sog. Entgasungsbrunnen entgast.
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Die Einrichtungskosten sind mit spezifischen Kosten von im Mittel
300,- DM/lfdm und mehr hoch. Die auf der Deponieoberfläche installierten Leitungen
schränken die Nutzung der rekultivierten Oberflache erheblich ein. Die Brunnen füllen
sich erfahrungsgemäß mit Deponiesickerwasser und müssen deshalb zeitweise leergepumpt
werden. Infolge von deponiebedingten Setzungen sammelt sich ondenswasser in den
Leitungstiefpunkten der Gassammelk&näle und schränkt die Entgasungsleistung
ein.
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In 'winter können die Leitungen zufrieren. Das wahrend des Deponiebetriebs
anfallende Gas enicht ungenutzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren
so zu führen, daß zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt das entstehende Deponiegas
gefaßt und abgeleitet werden kann, anderseits bei minimierten Kosten der I:aßnahmen
die oben geschilderten tTac.teile reduziert, bzw. verríiieden werden.
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nur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Deponiegassammelkanäle
auf der Deponiesohle in der Sickerwasserdränageschicht eingebaut werden und die
Deponiegaserfassungskanale mit dem Mülleinbau von der Deponiesohle aufgebaut werden.
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ITach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird dabei wie folgt
vorgegangen: Beim Einbau der Sickerwasserdränageschicht werden in dieser die Deponiegassarranelkanäle
verlegt bis zu den Fußpunkten der senkrechten Deponiegaserfassungskanäle. Die Deponiegassammelkanäle
erhalten ein gleichmäßiges Gefälle bis zu einem (gemeinsamen) Tiefstpunkt, in dem
eine Entwässerungsvorrichtung vorzusehen ist. Die Deponiegaserfassungskanäle werden
bevorzugt über oder dicht neben den Sickerwassersammelkanälen aufgebaut, damit das
den Erfassungskanälen zufließende Deponiesickerwasser über die Sickerwassersannelkanäle
problemlos abfließen kann. Wie aus der Literatur und Entgasungspraxis bekannt, soll
der Abstand der einzelnen Erfassungskanäle kleiner 80 + 100m sein. Die Deponiegaserfassungskanäle
werden über Krümmer an die Deponiegassammelkanäle angeschlossen. Die Deponiegaserfassungskanäle
werden in den untersten 2 + 3m als dichte (nicht perforierte) Leitungen eingebaut,
um ein Zutreten von Sickerviasser in die Deponiegassammielkanäle zu verhindern.
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Die senkrechten Deponiegaserfassungskanäle werden z.B. folgendermaßen
aufgebaut (s. Zeichnung). Auf den Untergrund wird ein -z.P,. 3n langes- Mantelrohr
aufgesetzt, und zwar mittig über dem eigentlichen Gaserfassungsrohr aus z.B. PE-Material.
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Innerhalb des Mantelrohr wird ein weiterer Abschnitt des Gaserfassungsrohrs
auf das aufragende Ende aufgesetzt und der Zwischenraum mit Filterkies verfüllt.
rend des Absaugens des Deponiegases ist das in den Müllkörper eingebundene Mantelrohr
durch einen Deckel zu verschließen, um ein Nitansaugen von Luft zu minintieren.
Um den freistehenden Abschnitt des Gaserfassungskanal ist der tüll verdichtet einzubauen.
Wenn die Vüllverfüllung den ILopf des Mantelrohrs erreicht hat, wird es hochgezogen
und der geschilderte Vorgang wird wiederholt. Ca. 3m unter der Deponieendhöhe wird
das Deponiegaserfassungsrohr verschlossen und &uch dieser bereich mit tüll Uberkippt.
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Eine andere Variante besteht darin, daß im Fall der Absaugung von
Deponiegas ein oben geschlossenes Mantelrohr mit einem geringfügig gröberen Durchmesser
als das Erfassungsrohr über dieses gestülpt wird, und zwar auf der jeweils aus dem
T.üllkörper ragenden Länge des Erfassungsrohrs. Um beide Rohre wird ein Zylinder
aus Baustahlgewebe gestellt, der verhindert, daß der Müll beim Einbau bis an den
Gaserfassungskanal geschüttet wird. Der zwischen Müll. und Gaser-fassungsrohr verbleibende
Freiraum wird mit Filterkies verfüllt, je Verfüllabschnitt mit einer Tonlage als
Sicherheitsschutz gegen Luftzutritt versehen, und das '0antelrohr daraufhin gezogen.
Mit laufender Verfüllung des Mülls wird der geschilderte Vorgang wiederholt.
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Gegenüber den praktizierten Entgasungsverfahren bietet die Erfindung
folgende Vorteile: Erheblich reduzierte Kosten, da das Mantelrohr mehrfach genutzt
wird, der Verlegaufwand gering ist, gegenüber den bisher gen Varianten kein Abdichten
des Gaserfassungskanal gegenüber der rekultivierten Oberfläche erforderlich ist.
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Keine BetriebsbeeinträchtiOunOen bei Absaugen des Gases durch fliegende
Leitungen auf der Mülloberfläche.
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Es kann schon während des Deponiebetriebs abgesaugt erden.
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Die runktionsfnhielseit des gesamten Systems ist von Deponiesetzungen
unabhängig, d& die Deponiegassenmelkanäle auf der setzungsuner,pfindlichn Sohle
der Deponie verlegt sind.
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Durch die Einbindun in den Deponiekörper besteht in diesem bereich
nIcht die Gefahr, daß die Gassammelkaänle zufrieren.
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Ein anderer Vorschlag der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
an die vertikalen Deponiegaserfassungskanäle horizontale Erfassungskanäle angeschlossen
werden. Durch die strahlenförmige Anordnung wird der Einzugsbereich und damit auch
die gewinnbare Gasmenge vergrößert. Durch den Anschluß an die setzungsunempfindlichen
vertikalen Jaserfazssungskanile ist eine optimale Funktionsfähi3keit gewährleistet.
Im Gegensatz zu den praktizierten horizontclen Deponiegaserfas£ungsltanälen mit
Einzelstranglängen
von zur Teil mehreren hundert Metern sind die erfindungsgemäß vorgeschlagenen horizontalen
Gaserfassungskanäle relativ kurz (maximal der halbe Abstand der vertikalen Gcserfassungskna"le).
Sollte einer dieser kurzen Stränge z.B.
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setzungsbedingt ausfallen, so sind die Auswirkungen auf das gesamte
Entgasungssystem erheblich geringer als bei Ausfall eines der l-ingen Deponiegaserfassungskanäle.
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Ein weiterer Vorschlag der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
der unterste Bereich der vertikalen Gaserfassungakanäle an die Sickerwassersammelkaäle
der Dränageschicht durch z.B. eine Rohrleitung angeschlossen werden. Sollte sich
im mit eingebauten Filterkies der Gaserfassungskanäle Sickerwasser ansammeln, so
wird es über die Anschlüsse an die Sickerwassersammelkanäle abgeleitet. bin Vollaufen
der Entgasungskanäle, wie es bei den o.a. Entgasungsbrunnen häufig beobachtet wird,
und damit eine Beeintracllti6ung der Funktionsfähigkeit des Entgasungssystems werden
damit ausgeschlossen.